martes, 27 de enero de 2015

Curso online de física cuántica avanzada

Como ya sabemos, hay mucho vendehumos que usa la física cuántica como excusa. Ante eso, lo mejor es aprende qué dice realmente esta teoría y prevenirse frente a la desinformación. Por suerte, cada día los recursos son más numerosos. Por desgracia, también cada día la desinformación es más numerosa. Por eso es de agradecer que cada día más universidades ofrezcan cursos online. En esa dirección una de mis universidades, el MIT, ha sido siempre bastante pionera.


martes, 20 de enero de 2015

La regresión lineal e Intermón Oxfam (¿un 1% de la población tendrá más dinero que el 99% restante en 2016?)

No es extraño ver predicciones económicas en los periódicos. Que las viviendas van a empezar a subir de precio en España, que la crisis se acabará o empeorará tal año, que el paro subirá o bajará, etc. Algunas de estas previsiones se basan en importantes estudios realizados por economistas empíricos con complicados modelos. Aún así muchas veces fallan. Por otro lado, muchas de estas previsiones se basan sólo en el interés de la persona u organismo que hace la declaración. Por ese motivo hay que preocuparse de mirar bien las cosas, y tratar de entender cuál es el razonamiento que hay detrás de la predicción.

Una de estas predicciones ha salido muy a la luz en los últimos días. En tan solo un año el 1% de la población tendrá más dinero que el 99% restante. 

lunes, 19 de enero de 2015

El experimento NIPS y la aleatoriedad de la publicación científica

Como ya hemos hablado por aquí en anteriores posts, el proceso de publicación científica es bastante complejo. Para asegurar la calidad científica de los artículos publicados se envían antes a científicos en activo que los evalúen, en el proceso llamado peer review o publicación por pares. Estos otros científicos (referees) deben evaluar si el artículo es consistente, si es o no interesante para la comunidad y otras cuestiones. Lo que no evalúan necesariamente es si es correcto o no, ya que rehacer cálculos o experimentos es muy complicado, pero sí que pueden resaltar inconsistencias o contradicciones en el mismo paper. En los últimos años, debido a la explosión de publicaciones e investigadores, la mayoría de las revistas lo que más piden a los referees es que evalúen el interés de la publicación. Esto es un tema bastante subjetivo, y nos lleva al resultado del experimento que vamos a discutir. 

El experimento en cuestión se realizó en una conferencia NIPS (Neural Information Processing Systems Foundation). Esta es una de las conferencias más importantes de su campo, y de las más multitudinarias en todos los campos. La conferencia organiza también unas publicaciones, cosa habitual, y decidieron aprovechar estas publicaciones para analizar la aleatoriedad en el proceso de evaluación. 

El experimento se diseñó de la siguiente manera. De todos los artículos recibidos eligieron un 10% (166) al azar para realizar el estudio. Estos artículos no serían evaluados por un comité, como los demás, sino por dos comités diferentes. En realidad dividieron el comité en dos, pero viene a ser lo mismo. El comité tenía instrucciones de aceptar el 22.5% de los artículos, lo que deja aproximadamente 37 ó 38  artículos dentro del conjunto a analizar que serían aceptados. Una vez los referees evaluaron los artículos compararon los resultados de ambos comités. El resultado fue muy interesante. De los 166 papers 43 recibieron evaluaciones diferentes de los dos comités, eso quiere decir que el primer comité aceptó 21 artículos que no aceptó el segundo, mientras que el segundo aceptó 22 que no aceptó el primero. Esto supone un 25.9% de artículos en los que ambos comités difirieron. Es más impresionante aún si calculamos el porcentaje de artículos en la lista de aceptados. Dado que el primer comité tenía instrucciones de aceptar unos 37 artículos, y de los que aceptó 37 no coincidían con el segundo comité concluimos que el 21/37=56.7% de los artículos aceptados por el primer comité no serían aceptados por el segundo. Más de la mitad. En conclusión, con respecto a los artículos aceptados los comités difirieron más que coincidieron. 

lunes, 12 de enero de 2015

Stanford realizará un estudio sobre inteligencia artificial que durará un siglo

La inteligencia artificial es uno de los temas de investigación de más interés en el siglo XXI. Su estudio comenzó ya durante el siglo pasado, antes incluso de la invención de los ordenadores electrónicos. Los padres de la teoría de la computación, como Alan Turing, ya analizaron el problema de crear máquinas pensantes, y qué consecuencias tendría esto sobre la especie humana. Sin embargo, sólo recientemente se han podido desarrollar máquinas que resuelven problemas complejos de manera similar, o incluso mejor, que los humanos. Ejemplos son el jugar al ajedrez, conducir, o reconocer fotografías o mensajes de voz (ver mi post en MappingIgnorance sobre el Deep Learning). Finalmente, está en marcha el Human Brain Project, una investigación de 10 años y 1190 millones de euros que tiene como finalidad crear un modelo computacional exhaustivo del cerebro humano. 



domingo, 11 de enero de 2015

Física cuántica y Fotosíntesis IV: La importancia de ser coherente

Como ya vimos en el primer post de esta serie, recientes experimentos en espectroscopía muestran oscilaciones en el transporte de energía en sistemas fotosintéticos. Esto se interpreta como una señal de que hay efectos cuánticos en este transporte, y eso dio el pistoletazo de salida a analizar la eficiencia de este tipo de sistemas. Sin embargo, en temas de actualidad es normal que haya voces discrepantes, y que surjan continuamente nuevas preguntas. Una muy importante la plantearon dos peces gordos de la ciencia mundial, Paul Brumer y Moshe Shapiro: ¿Son estos resultados relevantes para el proceso fotosintético?

Empecemos recordando algunos detalles comunes de los experimentos [1]. 

1. Los experimentos de espectroscopía muestran oscilaciones en la energía del sistema, indicando que el transporte de energía puede ser cuántico.

2. La luz usada en los experimentos consiste en pulsos laser ultracortos. 

3. Este complejo pertenece a bacterias que viven en unas condiciones muy precarias, recibiendo un fotón de luz por minuto o incluso por hora. Como el proceso fotosintético dura unos cuantos femtosegundos (105s) la probabilidad de recibir un fotón cuando el proceso aún no ha terminado es nula. 

Como los experimentos se realizan con pulsos de láser ultracortos, que tienen un solo fotón en la mayoría de los casos, y estos organismos se encuentran en condiciones en las que reciben un fotón cada varios minutos, la mayoría de los investigadores pensaron que ambos escenarios son suficientemente similares como para extrapolar los resultados de los experimentos al proceso real. Sin embargo, como ya hemos dicho, dos peces gordos sacaron una pregunta a la luz. ¿Es lo mismo un fotón de un láser, que uno que viene del sol? Estos peces gordos publicaron un artículo en una de las revistas más importante de ciencia, Proceedings of the National Academy of Science [2].  



jueves, 8 de enero de 2015

Magia a la luz de la Luna

Siempre he sido un gran fan de Woody Allen. Su sentido del humor surrealista y sarcástico me parece de lo mejor del panorama cinematográfico. Además, su productividad, con una película al año desde hace ya mucho es insuperable. Por todo esto no es de extrañar que viera estas navidades su última película, Magic in the Moonlight. La sorpresa fue ver que además trataba de un tema que me importa mucho, el escepticismo. 



miércoles, 7 de enero de 2015

Por la libertad de expresión #JeSuisCharlie

Este no es un blog satírico, ni tiene muchos lectores, pero existe gracias a la libertad de expresión. Aquí se critican religiones, ideologías, tendencias, ideas y cualquier cosa que se me ocurra criticar. En otros tiempos no muy lejanos este blog no habría podido existir. Por eso hay que defender el derecho inalienable a la libertad de expresión, que es también el derecho a ofender a los demás. Si lo que sale en este blog no te gusta, eres libre de no leerlo. En última instancia, si consideras que lo que escribo es ilegal porque vulnera algún derecho, como el de la intimidad, siempre puedes denunciarme. Lo que nunca se puede consentir es que la libertad de expresión se vea restringida por el fanatismo de unos cuantos que pretenden censurar lo que les molesta mediante el uso de la violencia. 

Hoy ha ocurrido algo horrible. Más de diez personas han sido asesinadas por el supuesto derecho de unos iluminados a decidir sobre qué se hacen chistes y sobre que no. Al parecer su omnipotente dios no sabe defenderse solito. Gilipollas siempre ha habido, y habrá, pero cuando estos tienen armas todo se vuelve más jodido. 

Como pequeña muestra de que no van a conseguir sus objetivos os quiero dejar aquí algunos dibujos de la publicación satírica Charlie Hebdo, atacada por ejercer su derecho de expresión.



martes, 6 de enero de 2015

Resumen de 2014

Veamos un pequeño resumen de lo que ha ocurrido por este humilde blog en el año que ya ha terminado. 

Como siempre el principal tema a tratar ha sido la divulgación de la ciencia, con especial énfasis en la física cuántica que es mi campo. Sin embargo, también ha habido entradas de otros temas, como una traducción de un texto de la Cancer Research UK, 10 mitos sobre el cáncer desmentidos. No ha faltado la explicación de conceptos duros de la cuántica, como la decoherencia. Este tipo de posts no suelen ser los más celebrados, ya que son duros de digerir, pero he de reconocer que son los que más me gusta escribir. Además, explicar conceptos más fundamentales viene bien para luego poder ir a temas más modernos sin tener que perderse en los detalles. Sobre temas más recientes empecé  una serie de posts sobre física cuántica y fotosíntesis, que continuará en el próximo año. Finalmente, un reciente artículo sobre como fabricar un Kit LEGO para medir la constante de Planck. Ha tenido muy buena acogida.

También ha habido post sobre escepticismo, desmintiendo y denunciando estafas e idioteces que se ven por el mundo. En esa dirección el más exitoso fue un post criticando la desinformación sobre uno de mis temas de investigación, el entrelazamiento, en el popular programa Cuarto Milenio. También han desfilado por aquí políticos, como Mariano Rajoy y Beatriz Talegón, gracias a su tendencia a creerse informaciones pseudocientíficas infundadas.

Debido a mis recientes compromisos docentes he comenzado también a estudiar y escribir sobre pedagogía y enseñanza universitaria, analizando investigaciones recientes al respecto. En ese sentido ha habido dos posts, uno sobre la evaluación del profesorado y otro sobre la poca utilidad de los exámenes como método para evaluar el aprendizaje

Finalmente, ha continuado mi colaboración con el proyecto Mapping Ignorance, con tres nuevos posts en el año pasado. Uno de ellos, Quantum Thermodynamics II: The second law of thermodynamics, ha estado incluido en la lista de los diez posts más leídos del año. Como propósito de año nuevo he decidido comenzar a hacer pequeños resúmenes en español de mis contribuciones en Mapping Ignorance en este blog para que estén al alcance de los hispanoparlantes. 

En general ha sido un buen año en muchos aspectos. Espero este año que comienza seguir publicando con la misma ilusión y, sobre todo, seguir disfrutando con este pequeño trozo de internet. También espero que sigáis pasándoos por aquí. 

¡¡Un saludo y Feliz Año Nuevo!!



PS: Por si alguien aún no lo sabe 2015 es el año del "futuro" que visita Marty Macfly en Regreso al Futuro II. Así que para el verano tenemos que ir todos vistiendo de esta guisa. 


martes, 16 de diciembre de 2014

Física cuántica y fotosíntesis III. Transporte cuántico VS transporte semi-cuántico

Empecemos con un pequeño resumen de lo que hemos visto hasta ahora en los post anteriores.

En el primer post, Primeros experimentos, vimos que experimentos espectroscópicos nos muestran oscilaciones en el transporte de energía en complejos fotosintéticos. Estas oscilaciones indican que puede haber efectos cuánticos, coherencia, que duran mucho más de lo que sería esperable. Mencionamos además, que la eficiencia de este proceso es muy alta, cercana al 100%. 

En el segundo post, Transporte asistido por decoherencia, vimos el mecanismo más popular para explicar esta alta eficiencia.el sistema que estudiamos, el Fenna-Mathew-Olson (FMO), fue analizado por Adolf y Renger [1], calculando los datos que necesitamos para estudiarlo (lo que se denomina el Hamiltoniano Adolf-Renger). Si tomamos estos datos y simulamos el transporte en el complejo mediante la ecuación de Schrödinger, la eficiencia cuántica no es muy alta. Sin embargo, si se reduce algo el carácter cuántico del transporte, añadiendo algo de decoherencia, la eficiencia aumenta rápidamente. Esa es la esencia del transporte asistido por la decoherencia.

Sin embargo, hay quien se hizo la siguiente pregunta. ¿Por qué iría la evolución en la dirección de crear un sistema muy complejo, que permite que haya efectos cuánticos que duran más de lo esperado, para luego mejorarlo a base de eliminar el efecto cuántico? ¿No sería más lógico que fuera más eficiente cuanto más cuántico sea? 

viernes, 12 de diciembre de 2014

Kit Lego para medir la constante de Planck

Si conocéis a alguna física o físico y no sabéis qué pedirle a los reyes magos de su parte, no os preocupéis más. ¿Qué mejor regalo que el poder medir una de las constantes fundamentales del universo en tu casa? 

La constante de Planck es sin duda una de las magnitudes fundamentales más interesantes para los físicos, o al menos para los físicos cuánticos. Es la magnitud que separa lo microscópico y lo macroscópico, y su existencia no fue descubierta hasta 1900. En ese año el científico Max Planck la introdujo para explicar el espectro del cuerpo negro mediante la llamada Ley de Planck. Poco después de que Planck formulara su teoría, esta misma fue aplicada por Einstein para explicar el efecto fotoeléctrico

La constante de Planck tiene unidades de acción, es decir de energía por tiempo, y su valor es extremadamente bajo, $h=6.62\, 10^{-34} m^2 kg/s$. Esta pequeñez de la constante de Planck es el principal motivo por el que no vemos efectos cuánticos en nuestro mundo macroscópico (pero no el único, véase este post, y este otro).